專利名稱：光纖制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過對光纖母材拉絲制造具有所期望的光學特性的光纖的光纖制造方法，特別是涉及一種適合于制造色散補償光纖的制造方法。
可是，色散補償光纖的波長色散特性敏感地相應于玻璃直徑(該色散補償光纖的纖徑)的變化而進行變化。另外，光纖母材的加工精度不足，另外，預成形坯測定器對光纖母材的折射率分布的測定精度也不足。因此，難以高精度地制造具有目標波長色散特性的色散補償光纖。而且，上述問題雖然在制造色散補償光纖時較明顯，但在制造其它種類的光纖時也產生。
本發(fā)明就是為了解決上述那樣的問題而作出的，其目的在于提供一種可容易地制造具有目標波長色散特性的光纖的制造方法。
本發(fā)明的光纖制造方法通過控制獲得的光纖外徑制造具有所期望的光學特性的光纖。在該光纖的制造方法中，測定先對光纖母材的一部分進行拉絲獲得的一定長度的光纖的截止波長，根據該測定的截止波長求出用于獲得目標波長色散特性的目標玻璃直徑，然后，一邊進行外徑控制一邊對光纖母材的剩余部分進行拉絲，以便使其直徑變成為該求出的目標玻璃直徑。
如上述那樣，按照本發(fā)明的光纖制造方法，將剛開始對光纖母材進行拉絲后獲得的一定長度的光纖其截止波長的測定結果反饋到外徑控制，所以，即使光纖母材的加工精度差，或預成形坯測定器對該光纖母材的折射率分布的測定精度差，也可容易地制造具有目標波長色散特性的光纖。
另外，本發(fā)明的光纖制造方法也可利用剛開始光纖母材的拉絲后獲得的一定長度的光纖其模場直徑測定結果代替上述截止波長進行外徑控制。在該場合，該光纖制造方法根據測定的模場直徑，求出用于獲得目標波長色散特性的目標玻璃直徑，然后一邊進行外徑控制一邊對光纖母材的剩余部分進行拉絲，以便使其直徑變成為該求出的目標玻璃直徑。
按照這樣的光纖的制造方法，即使光纖母材的加工精度差，或預成形坯測定器對該光纖母材的折射率分布的測定精度差，也可容易地制造具有目標波長色散特性的光纖。
本發(fā)明的各實施形式可由以下的詳細說明和附圖進一步充分地理解。這些實施形式僅作為例示，不應認為是對本發(fā)明的限定。
另外，本發(fā)明的應用范圍可由以下的詳細說明得知。然而，詳細說明和特定的事例雖然示出本發(fā)明的優(yōu)選實施形式，但僅用于例示，根據該詳細說明，在本發(fā)明的思想和范圍內的變形和改良對本領域的技術人員來說是顯而易見的。
圖2A為示出波長色散與玻璃直徑(裸光纖外徑)的關系的圖，圖2B為示出截止波長與玻璃直徑(裸光纖外徑)的關系的圖。
圖3為用于說明本發(fā)明制造方法的第1實施形式的流程圖。
圖4A為示出波長色散與玻璃直徑(裸光纖外徑)的關系的圖，圖4B為示出模場直徑與玻璃直徑(裸光纖外徑)的關系的圖。
圖5為用于說明本發(fā)明光纖制造方法的第2實施形式的流程圖。
首先，說明本發(fā)明光纖制造方法的拉絲工序。

圖1A為示出用于實現本發(fā)明的光纖制造方法的拉絲裝置的構成的示意圖。在圖1A的拉絲裝置中，光纖母材1固定于預成形坯供給裝置12，由該預成形坯供給裝置12導入到加熱爐11的內部。由加熱爐11加熱熔化光纖母材1的下部。從熔化的光纖母材1的下部拉絲制成的裸光纖從加熱爐11的下方引出到外部。
該裸光纖由外徑測定器13測定玻璃直徑d，并由樹脂涂覆部14用樹脂將其表面包覆。即在樹脂涂覆部14通過初次涂覆模對裸光纖表面涂覆紫外線硬化樹脂，該紫外線硬化樹脂先用紫外光照射硬化。接著，在涂覆于該裸光纖的樹脂表面用2次涂覆模進一步涂覆紫外線硬化樹脂，由紫外光照射使該涂覆了的紫外線硬化樹脂硬化，從而獲得光纖單絲2。該光纖單絲2依次通過牽引輥16和輥17～19，卷取到卷繞筒20。
由外徑測定器13測定的裸光纖的玻璃直徑d的有關信息輸入到控制部21。由該控制部21分別控制加熱爐11對光纖母材1的加熱溫度(拉絲溫度)、牽引輥16的回轉速度(即光纖單絲2的拉絲速度)、及預成形坯供給裝置12供給光纖母材1的速度。此時，將光纖母材1的外徑設為D，光纖單絲2的設定拉絲速度設為v1，則由控制部21控制以便光纖母材1的設定供給速度Vf1滿足下式(1)。
Vf1＝v1·d2/D2…(1)(第1實施形式)下面，使用圖2A、2B、及3說明本發(fā)明的光纖制造方法的第1實施形式。圖2A為示出波長色散與玻璃直徑(裸光纖外徑)的關系的圖，圖2B為示出截止波長與玻璃直徑(裸光纖外徑)的關系的圖。由這些圖可知，如玻璃直徑變化，則截止波長也變化，另外，波長色散也變化。即，測定的實際的截止波長與目標截止波長的差對應于實際的波長色散與目標波長色散的差。因此，在本第1實施形式的光纖制造方法中，根據測定的實際的截止波長與目標截止波長的差調整玻璃直徑，從而將實際的波長色散修正為目標波長色散。
圖3為用于說明第1實施形式的光纖的制造方法的流程圖。該第1實施形式的光纖的制造方法由圖1A和圖1B所示拉絲裝置和測定裝置實施。
在第1實施形式中，首先，準備折射率分布沿長度方向均勻的光纖母材1(步驟ST11)，由預成形坯測定器測定該光纖母材1折射率分布(步驟ST12)。根據該測定結果和母材構造設計值，求出用于制造在規(guī)定波長(例如1.55μm)中具有目標波長色散的光纖單絲2的裸光纖的玻璃直徑。該求出的玻璃直徑成為初期玻璃直徑(步驟ST13)。
之后，將光纖母材1固定于預成形坯供給裝置12，由該預成形坯供給裝置12將光纖母材1導入至加熱爐11。由此將光纖母材1的下端加熱熔化。對下端熔化的光纖母材1進行拉絲時，由控制部21進行外徑控制，以便使獲得的裸光纖的玻璃直徑為初期玻璃直徑。
在這里，從拉絲開始后獲得的光纖單絲2切出一部分(一定長度的被測定用光纖2a)(步驟ST14)，由示于圖1B的測定裝置210測定該被測定用光纖2a的截止波長(步驟ST15)。被測定用光纖2a具有測定截止波長所需要的足夠的長度，具體地說，為1m～10m左右。
在控制部21，比較該測定的截止波長與目標截止波長，根據該比較結果，修正用于制造在規(guī)定波長下具有目標波長色散的光纖單絲2的裸光纖的玻璃直徑。該修正玻璃直徑成為目標玻璃直徑(步驟ST16)。例如，設初期玻璃直徑為d0，設目標截止波長為λC1，設測定的截止波長為λC0，則目標玻璃直徑d1按以下式(2)計算。
d1＝d0×λC1/λC0…(2)接著，對光纖母材1的剩余部分進行拉絲，以便使獲得的裸光纖的玻璃直徑成為目標玻璃直徑，制造具有所期望光學特性的光纖(光纖單絲2)(步驟ST17)。
在步驟ST15中，如測定的截止波長與目標截止波長的差在一定范圍內，則實際的波長色散與目標波長色散的差也在容許范圍內，所以，也可使初期玻璃直徑依原樣作為目標玻璃直徑。例如，在測定到的截止波長λC0相對目標截止波長λC1滿足以下條件(3)的場合，將初期玻璃直徑d0依原樣作為目標玻璃直徑d1。
λC1-10nm≤λC0≤λC1+10nm …(3)另一方面，在測定的λC0不滿足上述條件(3)的場合，按上述式(2)求出目標玻璃直徑d1。另外，也可在由步驟ST15測定的截止波長與目標截止波長的差到達一定范圍內之前，一邊更新玻璃直徑一邊反復進行步驟ST14～ST16，這樣，可確實地接近具有目標截止波長的玻璃直徑。
另外，為了在使光纖單絲2的設定拉絲速度為v1的狀態(tài)下使玻璃直徑作為目標玻璃直徑(或初期玻璃直徑)，設定根據上述式(1)的光纖母材1的設定供給速度Vf1，并由外徑測定器13在線測定光纖單絲2的玻璃直徑d，根據該玻璃直徑d控制牽引輥16的回轉速度，從而可將裸光纖的玻璃直徑d維持為一定。這些控制由控制部21進行。
如以上那樣在該第1實施形式中，測定拉絲開始后獲得的一定長度的光纖(被測定用光纖2a)的截止波長，根據該測定結果求出修正了的目標玻璃直徑，對光纖母材1的剩余部分進行拉絲，制造外徑受到控制的光纖單絲2，以便使玻璃直徑成為目標玻璃直徑。這樣，即使準備的光纖母材的加工精度差，或預成形坯測定器對該光纖母材的折射率分布的測定精度差，也可容易地制造具有目標波長色散特性的光纖。特別是該制造方法適用于制造波長色散特性靈敏地相對于玻璃直徑的變化而變化的色散補償光纖。(第2實施形式)下面根據圖4A、4B和圖5說明本發(fā)明的光纖制造方法的第2實施形式。圖4A為示出波長色散與玻璃直徑(裸光纖外徑)的關系的圖，圖4B為示出模場直徑與玻璃直徑(裸光纖外徑)的關系的圖。由這些圖可知，如玻璃直徑變化，則模場直徑也變化，另外，波長色散也變化。即，測定的實際模場直徑與目標模場直徑的差和實際波長色散與目標波長色散的差相對應。因此，在該第2實施形式中，根據測定的實際模場直徑與目標模場直徑的差調整玻璃直徑，從而將實際的波長色散修正為目標波長色散。
圖5為用于說明第2實施形式的光纖制造方法的流程圖。該第2實施形式的光纖的制造方法也與第1實施形式同樣，由圖1A和圖1B所示拉絲裝置和測定裝置實施。
在第2實施形式中，首先，準備折射率在長度方向上均勻的光纖母材1(步驟ST21)，由預成形坯測定器對該光纖母材1的折射率分布進行測定(步驟ST22)。然后，根據該測定結果和母材構造設計值求出用于制造在規(guī)定波長(例如1.55μm)，具有目標波長色散的光纖單絲2的裸光纖的玻璃直徑。該求出的玻璃直徑成為初期玻璃直徑(步驟ST23)。
之后，光纖母材1被固定到預成形坯供給裝置12，該預成形坯供給裝置12將光纖母材1導入至加熱爐11內。這樣，將光纖母材1的下端加熱熔化。當對下端熔化的光纖母材1進行拉絲時，由控制部21進行外徑控制，以便使獲得的裸光纖的玻璃直徑成為初期玻璃直徑。
在這里，從拉絲開始后獲得的光纖單絲2切出其一部分(被測定用光纖2a)(步驟ST24)，由圖1B所示的測定裝置210測定該被測定用光纖2a的模場直徑(步驟ST25)。被測定用光纖2a具有模場直徑測定所需要的足夠的長度，具體地說為1m～10m左右。
在控制部21，比較該測定的模場直徑與目標模場直徑，根據該比較結果，修正用于制造在規(guī)定波長下具有目標波長色散的光纖單絲2的裸光纖的玻璃直徑。該修正了的玻璃直徑成為目標玻璃直徑(步驟ST26)。例如，如設初期玻璃直徑為d0，目標模場直徑為M1，測定到的模場直徑為M0，則目標玻璃直徑d1由以下式(4)給出。
d1＝d0×M1/M0…(4)然后，對光纖母材1的剩余部分進行拉絲，以便使獲得的裸光纖的玻璃直徑成為目標玻璃直徑，制造具有所期望的光學特性的光纖單絲2(步驟ST27)。
如在步驟ST25測定的模場直徑與目標模場直徑的差在一定范圍內，則實際的波長色散與目標波長色散的差也在容許范圍內，所以，也可使初期玻璃直徑依原樣作為目標玻璃直徑。例如，在測定的模場直徑M0相對目標模場直徑M1滿足以下條件(5)的場合，使初期玻璃直徑d0依原樣作為目標玻璃直徑d1。
M1-0.2μm≤M0≤M1+0.2μm…(5)另一方面，在測定的模場直徑M0不滿足上述條件(5)的場合，由上述式(4)示出目標玻璃直徑d1。另外，也可在由步驟ST25測定的模場直徑與目標模場直徑的差達到一定范圍內之前，一邊更新玻璃直徑，一邊反復進行步驟ST24～26，這樣，可更為確實地接近具有目標模場直徑的玻璃直徑。
另外，為了在光纖單絲2的設定拉絲速度為v1的狀態(tài)下使玻璃直徑作為目標玻璃直徑(或初期玻璃直徑)，設定根據上述式(1)的光纖母材1的設定供給速度Vf1，并由外徑測定器13在線測定光纖單絲2的玻璃直徑d，根據該玻璃直徑d控制光纖母材1的回轉速度，可將裸光纖的玻璃直徑d維持為一定。這些控制由控制部21進行。
如上述那樣在該第2實施形式中，測定開始拉絲后獲得的一定長度的光纖(被測定用光纖2a)的模場直徑，根據該測定結果求出修正了的目標玻璃直徑，對光纖母材1的剩余部分進行拉絲，制造外徑受到控制的光纖單絲2，以便使玻璃直徑成為目標玻璃直徑。這樣，即使準備的光纖母材的加工精度差，或預成形坯測定器對該光纖母材的折射率分布的測定精度差，也可容易地制造具有目標波長色散特性的光纖。特別是該制造方法適用于制造波長色散特性靈敏地相對于玻璃直徑的變化而變化的色散補償光纖。
由以上的本發(fā)明的說明中可知，對本發(fā)明進行多種變形是顯而易見的。這樣的變形不能認為脫離了本發(fā)明的思想和范圍，所有對本領域技術人員顯而易見的改良，都包含于以下的權利要求書中。
產業(yè)上利用的可能性如上述那樣按照本發(fā)明，測定對光纖母材開始拉絲后獲得的一定長度的光纖其截止波長和模場直徑中的任一個，根據測定到的截止波長或模場直徑，求出用于獲得目標波長色散特性的目標玻璃直徑，一邊進行外徑控制一邊對光纖母材的剩余部分進行拉絲，以便使其直徑成為所求得的目標玻璃直徑。因此，即使光纖母材的加工精度差，或預成形坯測定器對該光纖母材的折射率分布的測定精度差，也可容易地制造具有目標波長色散特性的光纖。特別是本發(fā)明適用于制造波長色散特性靈敏地相對于玻璃直徑(裸光纖外徑)的變化而變化的色散補償光纖。
權利要求
1.一種光纖制造方法，通過對光纖母材拉絲制造具有所期望的光學特性的光纖；其中，測定對上述光纖母材的一部分進行拉絲后獲得的一定長度的光纖的截止波長，根據上述測定的截止波長，求出用于獲得目標波長色散特性的目標玻璃直徑，然后，一邊進行外徑控制一邊對光纖母材的剩余部分進行拉絲，以便使其直徑成為上述求出的目標玻璃直徑。
2.一種光纖制造方法，通過對光纖母材拉絲制造具有所期望的光學特性的光纖；其中，測定對上述光纖母材的一部分進行拉絲后獲得的一定長度的光纖的模場直徑，根據上述測定的模場直徑，求出用于獲得目標波長色散特性的目標玻璃直徑，然后，一邊進行外徑控制一邊對光纖母材的剩余部分進行拉絲，以便使其直徑成為上述求出的目標玻璃直徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種容易制造具有目標波長色散特性的光纖的光纖制造方法。在該光纖的制造方法中,測定先對光纖母材的一部分進行拉絲而獲得的一定長度的光纖的截止波長。根據該測定的截止波長求出用于獲得目標波長色散特性的目標玻璃直徑。然后,對光纖母材的剩余部分進行拉絲以便使其直徑成為求出的目標玻璃直徑,制造光纖。
文檔編號C03B37/027GK1388795SQ01802576
公開日2003年1月1日 申請日期2001年2月1日 優(yōu)先權日2000年2月1日
發(fā)明者阿部裕司 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社